AquaNES

AaquaNES, projet lancé en 2016 a développé des techniques de purification de l’eau et des eaux usées, en combinant des procédés de traitement industriels et naturels. En démontrant l’impact et les avantages des différents systèmes étudiés, le projet AquaNES visait à promouvoir des techniques de purification de l’eau plus durables pour gérer des situations de pénurie ou d’excès d’eau et maîtriser la présence de micro-polluants dans le cycle de l’eau. Dans le cadre du programme Horizon 2020, le projet a réuni trente partenaires scientifiques, industriels et universitaires acteurs de l’eau. Parmi ses treize sites pilotes, AquaNES a lancé le suivi des eaux du sous-sol du site de traitement des eaux usées d’Agon-Coutainville (Manche) en mars 2016, avec l’installation de piézomètres d’observation pour contrôler la qualité des filtres naturels. Le site, exploité par l’entreprise SAUR qui gère les eaux usées de la ville, utilise un système de boue activée (épuration biologique par micro-organismes) couplé à des procédés de bio-filtration par lit de roseaux et dune de sable. Ce système permet notamment de protéger la zone de production de crustacés présente sur l’estuaire, en ne rejetant pas les eaux usées directement dans la mer. Également, l’eau purifiée permet de recharger artificiellement en eau douce la nappe d’eau souterraine côtière, et sert d’irrigation au golf de manière occasionnelle.
L’objectif des études menées sur ce site de démonstration est d’améliorer la qualité et la quantité d’eau purifiée grâce à une surveillance, une gestion et une modélisation des processus hydriques et de transfert dans le sol et le sous-sol, à l’aide notamment d’analyses chimiques avancées et de contrôles en ligne de salinité. La pertinence de cette combinaison entre procédés industriels et naturels est étudiée dans le cadre du projet AquaNES par des analyses de risques et de cycle de vie du système. La valorisation des données acquises participe à l’innovation dans le domaine de l’industrie de l’eau, et permet d’assurer une gestion efficace des installations au sein du secteur du traitement et de la réutilisation de l’eau.

Entité responsable

Le BRGM (Bureau de Recherches Géologiques et Minières) est le responsable de MétéEAU Nappes. Le BRGM est le service géologique national française. C’est l’établissement public français de référence dans les applications des sciences de la Terre pour gérer les ressources et les risques du sol et du sous-sol. Le BRGM a été créé en 1959. C’est un établissement public à caractère industriel et commercial (EPIC). Placé sous la tutelle des ministères chargés de la Recherche, de l’Écologie et de l’Économie, il est basé à Orléans. L’action du BRGM couvre plusieurs activités : recherche scientifique, expertise, innovation et transfert, analyse et expérimentation, prévention et sécurité minière, enseignement supérieur, formation professionnelle continue, diffusion de la connaissance et science ouverte. Il emploie plus de 1 000 personnes, dont plus de 700 ingénieurs et chercheurs, dans ses 27 implantations régionales en France métropolitaine et outre-mer. Ses équipes interviennent dans une trentaine de pays. Six grands enjeux scientifiques et sociétaux structurent la stratégie scientifique du BRGM : géologie et connaissance du sous-sol, gestion des eaux souterraines, risques et aménagement du territoire, ressources minérales et économie circulaire, transition énergétique et espace souterrain, données, services et infrastructures numériques.

Explication détaillée

Le système intégré repose d’abord sur le traitement technique par un processus de boues activées dans la station de traitement des eaux usées (STEP), composé d’un pré-tamisage, d’une station de pompage, d’un réservoir tampon, d’un écran rotatif, de séparateurs d’huile et de sable avec classificateurs de sable (bassins séparateurs), deux bassins d’aération (4000 m³), un clarificateur de 470 m², un canal de comptage des eaux traitées. La STEP traite et infiltre via le système SAT ~2.000 m³/jour variant de 500 à 5000 m³/jour selon les saisons et les vacances. En hiver, le débit est nettement plus élevé car la STEP reçoit également des eaux de pluie. Sur la base d’une structure d’accueil estimée à environ 35 300 équivalents habitants, la STEP d’Agon-Coutainville a une capacité maximale de traitement de la DBO5 de 2 120 kg/jour. Les eaux usées urbaines traitées s’écoulent par gravité vers l’un des trois bassins d’infiltration situés à l’extérieur de la STEP. Une fois dans les bassins d’infiltration, les eaux usées traitées s’infiltrent à travers les roselières pour recharger les aquifères côtiers composés d’une couche de 2 à 10 m de sable quaternaire. Les trois bassins d’infiltration sont inondés alternativement pendant l’année.

L’objectif de ce site de démonstration est d’améliorer les stratégies de surveillance et la modélisation des processus afin d’évaluer l’efficacité de la combinaison de systèmes de traitement naturel et d’ingénierie dans une zone côtière et à des fins de réutilisation en : 

• Démontrant l’efficacité du traitement secondaire des eaux usées combiné à la filtration sur lit de roseaux avec SAT/MAR sur la qualité et la quantité des eaux souterraines
• En introduisant de nouvelles méthodes de surveillance, de gestion des données et de modélisation de la sub-surface, y compris des analyses chimiques et isotopiques avancées, pour comprendre la capacité de la SAT à améliorer la qualité de l’eau ;
• Observer le devenir des virus/pathogènes et autres contaminants dans les systèmes de traitement ;
• Évaluer l’utilité du système pour limiter l’intrusion saline dans cette zone côtière sensible à l’aide d’un modèle de transport hydrogéologique/réactif représentant l’état du système.
• Représenter de toutes ces interrelations dans un outil technologique et de communication sur mesure.

Perspectives d’évolution

Les perspectives d’évolution à court terme sont de développer des outils orientés vers la gouvernance, notamment l’implémentation des solutions de traitement tertiaire sur une partie du bassin versant, et pondérer les critères par des échanges avec l’ARS, les Agences de l’eau, et les collectivités.

A plus long terme, les sites de recharge et de réutilisation à partir d’eau non conventionnelle devront faire l’objet d’une analyse « site spécifique » afin d’estimer la possibilité de stockage, de réutilisation, et les coûts/bénéfices et co-bénéfices environnementaux associés. Toutefois, le BRGM propose le développement d’une méthodologie basée sur l’analyse multicritère de la faisabilité de la recharge à différentes échelles (Bassin, Métropole, sous bassin…).